为世界高铁“划好跑道”
全世界第一次在高速铁路铺设无砟钢轨伸缩调节器;全世界第一条全线铺设CRTS Ⅲ型先张板式无砟轨道;全国唯一实现轨道全产业链布局,为全生命周期的轨道运营维护提供全方位解决方案;全国唯一拥有轨道实验室的设计单位;全国唯一主编轨道设计行业的所有重量级核心规范;全国第一个实现中低速磁浮轨道从技术研发到应用......
在这些全世界、全国第一、唯一的背后,挺立着一个专为高铁设计“好跑道”的单位:铁四院轨道所。
十六年前,为适应新时期国内高速铁路建设的需要,铁四院轨道所成立了。他们因高铁而生,在“一穷二白”的基础上开始了高速铁路轨道设计的探索,坚持自主创新步伐,用6年的时间走完了日本、德国等发达国家几十年的发展历程,成为了全球铁路轨道设计的领跑者。如今,铁四院轨道技术从虚心地“引进来”,发展为自信地“走出去”。
30余项国际领先成果背后的创新驱动
创新是铁四院轨道技术品牌的活力源泉,更是30余项国际领先成果背后的驱动力。
在先期设计武广高铁、郑西高铁的过程中,在消化吸收国外引进技术的过程中,在与国外咨询公司交流中,轨道人发现很多重要的设计参数要么国内规范找不到对应值,要么与国内既有经验差异较大,而国外专家也只能解释来源于多年建设运营经验。
“核心技术、关键参数、国之重器必须立足于自身。”
原轨道所所长孙立坚信不能被外国专家、设计理念牵着鼻子走,作为轨道设计国家队,轨道所有义务也有信心确立中国自己的高速铁路轨道设计参数,毅然决定成立“中国铁建第一轨道工程实验室”。
2008年4月18日,举世瞩目的京沪高铁拉开建设序幕,而轨道设计仍有许多悬而未决的技术难题等待破解,即将大范围铺设的桥上纵联底座板式无砟道岔就是重点难题之一。
就在世界高铁界均把目光注视在这首次铺设在桥上的纵联板式无砟道岔时,“中国铁建第一轨道工程实验室”冲在了最前列,开展了雷大桥纵连底座板式无砟道岔静力测试并建立远程监控系统,这也是实验室第一次承担高铁在线测试。
从2008年8月布设测试系统到2013年5月设备拆除,测试结束,五年不间断监测,取得了世界上首组桥上纵联板式道岔运营状态的第一手宝贵数据,其成果验证了最初的设计理念、修正了设计参数,填补了国内外该项研究空白,并直接指导了京沪高速铁路桥上纵联板式无砟道岔的设计。
通过这种有益的实验探索→设计→实验验证→设计改进→实验再验证的循环模式,一个个模糊的概念得到了清晰的验证,空中阁楼变成了上万公里实实在在的高速铁路。实验室的多项实验研究成果纳入设计规范,应用到高铁设计中。目前,我国铁路行业的所有轨道核心规范,均由轨道所主编。
依托强大的实验室平台作为后盾,实验室累计完成科研课题160余项,30多项成果获得国际领先水平,累计科研投入1.2亿元以上。如今,实验室先后被湖北省发改委、湖北省科技厅认定为省级重点实验室”。业务范围从单一的实验测试转向为更为广阔的在线动态测试、既有线运营轨道监测、产品测试,形成了基础研究和试验相结合的良性体系。
±1mm,为高铁更快更稳!
质量是品牌建设的基础,高质量的轨道是高铁又快又稳的原因所在。
曾火爆朋友圈的网络视频3个矿泉水瓶上下垂直摞在一起,高铁列车以350公里/小时的速度飞驰,经过20多秒瓶子不倒,正是轨道所设计的郑徐高铁联调联试时的画面。高速铁路能够保持高速度平稳运行,轨道是重中之重,其精度需达到±1mm。
瓶子不倒,得益于采用了我国完全自主知识产权的CRTSⅢ型板式无砟轨道,较此前京沪等高铁采用的德国CRTSⅡ型板式无砟轨道,平顺性和精度均更胜一筹,且每公里造价节省12%~15%。
2009年,轨道所完全自主研发了国内第一套“无砟轨道布板制造和铺设一体化软件”,计算精度达到0.01毫米。这一软件打破了德国垄断,还使得Ⅲ型板每天安装块数比德国板更多。成果目前已推广应用于武汉城市圈城际铁路、昌赣高铁、商合杭高铁等多条线,是推动我国智能高铁轨道技术里程碑式的突破。
2016年7月15日,就是在这条首次全线采用CRTSⅢ型板的郑徐高铁上,两列中国标准动车组在河南商丘民权特大桥上成功实现了时速420公里交会试验,创造了运营线动车交会时速的世界最高纪录。时速420公里的交会,相对时速超过840公里,瞬间暴增的极强吸引力对轨道系统是一次世界级考验。
随着武广、郑西、沪宁、京沪、广深港、郑徐等高铁的相继开通,轨道所的履历表中,不断书写着“第一次”,推动中国高铁轨道技术创新革命。从1mm到0.01mm,他们从未停止技术创新的脚步,每年科研投入上千万元以上,只为创造更快更稳的轨道。
从一枝独秀到全产业链“配齐”
服务是铁四院轨道品牌的核心,优质高效的服务让轨道所在设计市场中所向披靡。截至2018年底,轨道所设计建成了包含京沪、京港、京福、郑徐等40多条高速铁路共计1万余公里,约占全国投入运营高铁的一半;在城市轨道交通领域进入全国25个城市,在手超100个项目,市场份额占据全国轨道交通的近半壁江山。
市场是品牌的舞台,面对勘察设计市场的激烈竞争,轨道所将“市场导向,服务为本”作为闯市场的关键。随着全国铁路运营里程的飞速增长,轨道人早已将目光转向高铁“运营与维护”,开展轨道全生命周期的基础性、前瞻性、创新性研究。随着“以设计为主,多元化拓展”的发展战略深入推进,轨道所从当初的“一枝独秀”发展为全产业链“配齐”,包括轨道设计、施工、总承包、产品研发、轨道监测、轨道智能化、轨道维修等业务,为全生命周期的轨道提供全方位解决方案。
面对新一轮轨道交通的快速发展,轨道人迎着市场的风浪,展现着抢抓意识、务实作风和创新精神,利用BIM、大数据、互联网+、高精度传感等一大批“黑科技”,抢占“智能”阵地。轨道安全服役监测、轨道智能建造信息化平台、新型装配式无砟轨道、轨道维修整治总承包......这一项项与市场需求紧密结合的前沿成果,让轨道所始终在行业内保持领跑者的地位。
面对市场变迁,不论是哪个行业,这个世界如今更需要质高价优的产品。在未来“一带一路”建设路上,在集团公司铁四院的引领下,轨道所高举“高铁4.0”发展旗帜,努力践行社会责任,着力提高技术水平和服务能力,坚持通过科技创新,持续推动轨道行业的发展,为世界高铁设计“好跑道”。